JP2543906B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に、
吸気通路において吸気の過給現象を生じさせて吸気過給
を行うようにしたものに関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの気筒内燃焼室に吸入される吸気
の動的効果によってその充填効率を高め、エンジンの出
力トルクを増大させるようにしたものは種々知られてい
る。その一例として、例えば特公昭60−14169合公報等
に示されるものでは、多気筒エンジンにおける吸気通路
を、吸気順序（点火順序）の連続しない気筒を同じグル
ープとする気筒群にそれぞれ接続される２つの吸気通路
に分け、その各々の吸気通路を、吸気マニホールドのブ
ランチ部上流端が接続された拡大室と、この拡大室に接
続された共鳴吸気通路とで構成するとともに、該共鳴吸
気通路の上流端を上流側集合室に連通させ、上記拡大室
に、両吸気通路同士を連通状態または連通遮断状態に切
り換える切換装置を設け、上記切換装置によって各吸気
通路同士の連通を遮断したときには、各気筒の吸気行程
に生じた負の圧力波を上記上流側集合室で反射させて正
の圧力波に反転させ、その反転した正の圧力波により比
較的低い回転域で吸気の共鳴過給効果を発揮させる一
方、各吸気通路同士を連通させたときには、上記吸気圧
力波の反転反射位置を拡大室とし吸気ポートに近付け
て、吸気圧力振動の固有振動数を高くし、高速回転域で
慣性過給効果を得るようになされている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、実際には、上記吸気通路による吸気の共鳴
過給効果をエンジンの低速回転域に良好に発揮させるこ
とは難しい。すなわち、エンジンの低速回転域で、吸気
通路による良好な共鳴過給効果を発揮させるようにする
ためには、該吸気通路の全長を長くする必要があるが、
そのようにエンジン本体の近くに長い吸気通路を配置す
ることは吸気系のコンパクト化という本来の狙いに反す
ることとなる。

また、各気筒の吸気行程終期に得られた正の圧力波を
そのまま、あるいは吸気行程中に発生する負の圧力波を
反転させて共鳴吸気通路を介して他の気筒の吸気行程の
終期に作用させる圧力伝播が本来は吸気を供給するため
の吸気通路で行われているため、その気筒に流入する吸
気の流れにより、気筒グループ間で伝播する圧力波が減
衰され、共鳴過給効果が低下する虞れもある。

本発明の目的は、上記の如く、吸気順序の連続しない
気筒グループ間で吸気の共鳴同調を生じさせて過給を行
う場合、その共鳴吸気通路の通路面積が小さいほど、吸
気の圧力伝播に対する抵抗が大きくなってその圧力伝播
が遅れ、エンジンの低速回転側に共鳴周波数を下げ得る
ことを見出し、その特性に基づき、共鳴吸気通路の構造
を改良することにより、吸気通路長さを長くすることな
く、エンジンの低速回転域でより有効な吸気の共鳴同調
を生じさせるとともに、併せて共鳴状態での吸気圧力波
が吸気流によって大きく減衰されないようにすることに
ある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明の解決手段は、気
筒グループ同士を連通する共鳴吸気通路を２つの吸気通
路に分け、その一方を吸気供給専用の通路とし、他方を
圧力伝播専用の通路とするとともに、その圧力伝播専用
の通路をエンジン回転域に応じて開閉して、共鳴吸気通
路全体の通路面積を大小２段階に可変調整するものとす
る。

具体的には、本発明は、吸気順序の連続しない２つの
グループに複数の気筒が分けられ、各気筒に対応した独
立吸気通路を各気筒グループ毎に集合させるとともに、
その各気筒グループ同士を互いに連通する共鳴吸気通路
を備えたエンジンの吸気装置が対象である。

そして、上記共鳴吸気通路を、通路長さ方向に沿って
分けられた第１および第２の吸気通路で構成する。

上記第１の吸気通路には吸気を供給する吸気供給通路
を接続する。

一方、第２の吸気通路には、エンジンの低速回転域で
上記各気筒グループ間を非連通状態とし、高速回転域で
各気筒グループ間を連通状態とする開閉弁を配設する構
成とする。

（作用） この構成により、本発明では、エンジンの低速回転域
では開閉弁により共鳴吸気通路の第２の吸気通路が閉じ
られ、エンジンの各気筒グループ間の第２の吸気通路に
よる連通が遮断される。このときには、共鳴吸気通路で
の圧力伝播は残りの第１の吸気通路のみで行われる。す
なわち、共鳴吸気通路全体としての通路面積は小さくな
り、吸気圧力波の伝播に対する抵抗が大きくなって、そ
の伝播速度が遅れ、その分、吸気の共鳴同調するエンジ
ン回転域を下げ得、エンジンの低速回転域で有効な共鳴
過給を行うことができることとなる。

これに対し、エンジンの高速回転域では開閉弁により
共鳴吸気通路の第２の吸気通路が開かれ、エンジンの各
気筒グループ間が第２の吸気通路によっても連通された
状態となる。このときには、共鳴吸気通路全体が開放状
態となり、その共鳴吸気通路全体を介しての吸気の共鳴
同調が行われる。

その際、共鳴吸気通路が第１および第２の２つの吸気
通路に分けられ、第１の吸気通路には吸気を供給する吸
気供給通路が接続されているので、気筒グループ間での
共鳴同調による吸気の圧力波は主に第２の吸気通路を介
して伝播され、第１の吸気通路を通して各気筒に流入す
る吸気の流れが上記圧力波と干渉してそれを減衰するの
は抑えられる。よって吸気の共鳴効果を良好に維持でき
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例の全体構成を示し、１はＶ型
に配置された第１〜第６の６つの気筒2a〜2fを有する燃
料噴射式Ｖ型６気筒エンジンであって、これら６気筒2a
〜2fの点火順序は気筒番号どおりに第１気筒2a〜第６気
筒2fの順序に設定されている。そして、上記６つの気筒
2a〜2fは点火順序の連続しない第１、第３および第５気
筒2a,2c,2eの３つの気筒と、第２、第４および第６気筒
2b,2d,2fの３つの気筒とでそれぞれ構成される２つの気
筒グループに分けられ、その一方の気筒グループの３つ
の気筒2a,2c,2eはエンジン１のＶ型に配置された一方の
バンク1aに順に形成され、他方の気筒グループの３気筒
2b,2d,2fは他方のバンク1aに順に形成されている。

上記各気筒2a〜2fは１つの吸気ポート３および図示し
ない排気ポートを備えている。上記各吸気ポート３には
サージタンク等による容積拡大室のない吸気通路４が接
続されている。この吸気通路４は、各気筒2a〜2fの吸気
ポート３に接続された独立吸気通路５と、該各独立吸気
通路５の上流端に下流端部分で接続されていて、各独立
吸気通路５を各気筒グループ毎に集合させるとともに、
その各気筒グループを互いに連通する共鳴吸気通路６
と、該共鳴吸気通路６の長さ方向中央部に接続され、吸
気を供給する吸気供給通路７とからなり、この吸気供給
通路７の上流端はエアクリーナ８に接続され、吸気供給
通路７の途中には吸入空気量を測定するエアフローメー
タ９と、その下流側に吸気供給通路７を絞るスロットバ
ルブ10とが配置されている。

そして、上記共鳴吸気通路６は、その通路長さ方向に
沿って第１の吸気通路11と第２の吸気通路12とに分けら
れ、上記第１の吸気通路11に上記吸気供給通路７が接続
されている。

一方、第２の吸気通路12にはエンジン１の運転状態に
応じて同期して開閉する１対の開閉弁13,13が配設さ
れ、この各開閉弁13は、エンジンの低速回転域で閉じて
上記各気筒グループ間の第２の吸気通路12による連通を
非連通状態とする一方、エンジン１の高速回転域で開い
て各気筒グループ間を第２の吸気通路12を介して連通状
態とするように制御される。

したがって、上記実施例においては、エンジン１の運
転中、基本的には、吸気順序の連続しない一方の気筒グ
ループの各気筒2a,2c,2e（2b,2d,2f）の吸気ポート３付
近において、該各気筒2a,2c,2eの吸気行程終期に正圧と
なる吸気の圧力振動が生じ、その圧力振動の圧力波が共
鳴吸気通路６を伝播して他の気筒グループの吸気行程終
期にある各気筒2b,2d,2f（2a,2c,2e）の吸気ポート３に
作用し、このことにより吸気が共鳴過給される。

そして、エンジン１の低速回転域では、開閉弁13,13
が閉じられ、この各開閉弁13の閉弁に伴い、共鳴吸気通
路６の第２の吸気通路12のみが閉塞され、この第２の吸
気通路12による各気筒グループ間の連通が非連通状態と
される。この状態では、共鳴吸気中路６での圧力伝播は
残りの第１の吸気通路11のみで行われる。このため、共
鳴吸気通路６全体としての通路面積は小さくなり、吸気
圧力波の伝播抵抗が大きくなって、その伝播速度が遅れ
ることとなり、その結果、吸気の共鳴同調するエンジン
回転域を下げることができ、よってエンジン１の低速回
転域で有効な共鳴過給を行うことができる。

一方、エンジン１が高速回転域に移行すると、上記各
開閉弁13が開かれて上記第２の吸気通路12が開放状態と
なり、エンジン１の各気筒グループ間が第２の吸気通路
12を介しても連通され、上記の如き吸気の共鳴同調が共
鳴吸気通路６全体を通して行われる。

その際、上記共鳴吸気通路６が第１および第２の２つ
の吸気通路11,12に分けられ、その第１の吸気通路11に
吸気供給通路７が接続されているので、エアクリーナ８
から各気筒2a〜2fに流入する吸気は第１の吸気通路11を
通るのに対し、上記気筒グループ間での共鳴同調による
吸気の圧力波は主に第２の吸気通路12を介して伝播さ
れ、該第２の吸気通路12は圧力波伝播専用の通路とな
る。このため、各気筒2a〜2fに流入する吸気の流れが伝
播圧力波と干渉して該圧力波が減衰するのは抑えられ、
本来の共鳴過給効果が損なわれることはなく、よって吸
気の共鳴効果を良好に維持することができる。

第２図は他の実施例の全体構成を示し（尚、第１図と
同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は
省略する）、共鳴吸気通路を環状吸気通路としたもので
ある。

すならち、本実施例では、エンジン１の各気筒2a〜2f
の吸気ポート３に連通する独立吸気通路５の上流端には
共鳴吸気通路としての環状吸気通路14が接続されてい
る。

この環状吸気通路14は、各々上記２つの気筒グループ
における各気筒2a〜2fの独立吸気通路5,5に接続された
２つの連通路15,15と、該両連通路15,15の第５および第
６気筒2e,2f側の端部同士を連通して一方向に延び、か
つ中間部に上記吸気共通通路７の下流端が接続される上
流側連通路16と、上記両連通路15,15の第１および第２
気筒2a,2b側の端部同士を連通して他方向に延びる下流
側連通路17とからなり、上記上流側連通路16および下流
側連通路17の通路長さは、いずれも各気筒グループの独
立吸気通路５が接続される各連通路15において、隣接す
る２つの気筒（例えば第１気筒2aおよび第３気筒2c）に
対応する独立吸気通路5,5との接続部位間の通路長さよ
りも長く設定されている。そして、吸気順序の連続しな
い気筒グループの各気筒2a〜2fの吸気ポート３付近に、
該各気筒2a〜2fの吸気行程終期に正圧となる吸気の圧力
振動を生じさせ、その圧力振動の圧力波を上流側および
下流側連通路16,17において互いに異なる２方向に環状
吸気通路14を周回するように伝播させて該環状吸気通路
14を略一周させた後、同一気筒グループの他の気筒2a〜
2fの吸気ポート３に作用させることにより、吸気を共鳴
過給させるように構成されている。

そして、上記環状吸気通路14はその上流側連通路16に
おいて長さ方向に第１および第２の吸気通路11′,12′
に分けられ、第１の吸気通路11′に吸気供給通路７が接
続され、第２の吸気通路12′に第１の開閉弁13′が配設
されている。

一方、上記下流側連通路17には該連通路17を開閉する
１対の第２の開閉弁18,18が配設されており、この第２
の開閉弁18は、第３図に示すように、上記第１の開閉弁
13′の開弁するエンジン回転数よりも高いエンジン回転
域で開かれるようになされている。

したがって、この実施例では、エンジン１の低中速回
転域では、第２の開閉弁18,18が閉じられている。この
状態では上記実施例と同様の構成となる。

そして、エンジン回転数がさらに上昇して高速回転域
になると、上記第２の開閉弁18,18が開かれて、環状吸
気通路14が開放される。この状態では、各気筒グループ
における気筒2a,2c,2e（2b,2d,2f）の吸気ポート３付近
において、該各気筒2a,2c,2e（2b,2d,2f）の吸気行程終
期に発生した圧力振動の圧力波が上流側および下流側連
通路16,17において互いに異なる２方向に環状吸気通路1
4を周回するように伝播されて、該環状吸気通路14を略
一周したのち同じ気筒グループの他の気筒2a,2c,2e（2
b,2d,2f）の吸気ポート３に作用し、吸気の共鳴状態が
生じる。この共鳴状態により吸気を過給することができ
る。

よって、この実施例でも、上記実施例と同様の作用効
果を奏することができる。

また、本発明は、上記実施例の如きＶ型６気筒以外の
多気筒エンジンに対しても適用することができるのはい
うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、複数の気筒が
吸気順序の連続しない気筒に分けられた２つの気筒グル
ープ同士を共鳴吸気通路により互いに連通するととも
に、その共鳴吸気通路を２つの吸気通路に分け、その一
方を吸気供給専用の通路とし、他方を圧力伝播専用の通
路とするとともに、その圧力伝播専用の通路を、開閉弁
によりエンジンの低速回転域で各気筒グループ間の非連
通状態とし、高速回転域で各気筒グループ間の連通状態
とするように開閉して、共鳴吸気通路全体の通路面積を
大小２段階に可変調整するようにしたことにより、エン
ジンの低速回転域で開閉弁を閉じたときには、共鳴吸気
通路全体の通路面積を小さくして圧力波の伝播速度を遅
くし、エンジンのより低い回転域で吸気の共鳴過給効果
を得ることができるとともに、エンジンの高速回転域で
開閉弁を開いたときには、圧力伝播専用の通路により、
圧力波が吸気流と干渉して減衰されるのを抑制して、共
鳴過給効果を良好に向上維持することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はその全体構成を
示す模式平面図である。第２図および第３図は他の実施
例を示し、第２図は第１図相当図、第３図はエンジン回
転数に対する各開閉弁の開閉特性を示す特性図である。 １……エンジン、2a〜2f……気筒、５……独立吸気通
路、６……共鳴吸気通路、７……吸気供給通路、11,1
1′……第１の吸気通路、12,12′……第２の吸気通路、
13,13′……開閉弁、14……環状吸気通路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気順序の連続しない２つのグループに複
   数の気筒が分けられ、 各気筒に対応した独立吸気通路を各気筒グループ毎に集
   合させるとともに、その各気筒グループを互いに連通す
   る共鳴吸気通路を備えたエンジンの吸気装置であって、 上記共鳴吸気通路は通路長さ方向に沿って分けられた第
   １および第２の吸気通路で構成され、 上記第１の吸気通路には吸気を供給する吸気供給通路が
   接続されている一方、 第２の吸気通路には、エンジンの低速回転域で上記各気
   筒グループ間を非連通状態とし、高速回転域で各気筒グ
   ループ間を連通状態とする開閉弁が配設されていること
   を特徴とするエンジンの吸気装置。